[发明专利]一种低热导率复合泡沫材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低热导率复合泡沫材料，将树脂、空心微珠、热膨胀微球、固化剂、促进剂、偶联剂、增韧剂、阻燃剂按比例混合均匀，混合浆料填充到模具中成型固化得树脂基泡沫基体；取硅源、乙醇、水、催化剂混合均匀得到硅溶胶，将硅溶胶浸渍树脂基泡沫基体，并胶凝处理，老化，干燥，得到低热导率复合泡沫材料。本发明通过空心微珠的加入，解决了传统气凝胶机械强度低、韧性差的问题，增加了气凝胶作为保温材料在施工应用上的可操作性，大大改善了气凝胶材料的力学性能。本发明制备得到的低热导率复合泡沫材料具备良好的隔热隔音特性和力学性能，成型过程简单，操作方便，可广泛用于工业、建筑、航空航天对隔热保温构件的需求。

技术领域

本发明属于泡沫材料的制备技术领域，具体涉及一种低热导率复合泡沫材料的制备方法。

背景技术

随着社会的进步，经济的发展，能源资源的消耗量大幅提升，人们节能环保意识的增加，隔热保温材料作为降低能耗的高效能，已经得到越来越多人的重视，被广泛应用于工业、建筑、航空、航天等领域。目前隔热保温材料主要包括：陶瓷纤维棉板、玻璃纤维棉板、岩棉棉板、聚苯乙烯泡沫塑料板、发泡水泥、新型膨胀珍珠岩保温系统和聚苯颗粒保温浆料等。随着技术的进一步发展，隔热保温材料技术正向新型、高效、环保的方向发展。

二氧化硅气凝胶是一种纳米量级颗粒相互聚合形成的连续三维网络结构，因其具有特殊的纳米级微孔和骨架结构而致使其热导率效率、对流传热效率和辐射传热效率都得到了有效的限制，所以气凝胶具有非常低的导热系数，是目前世界上导热系数最低的固体材料。并且其材料组成为无机物，属于A级不燃材料，这种材料可以代替现有有机类保温材料在工业建筑保温系统中的应用。但是由于纯的气凝胶的机械强度低、韧性差，这导致气凝胶材料尺寸稳定性较差，业限制了其在施工上的可操作性性和应用。因此在保持二氧化硅气凝胶高温隔热性能的基础上，如何改善气凝胶材料的力学性能，实现其在隔热保温领域的广泛应用显得尤为必要。

树脂基复合材料是目前轻质高强复合材料开发首选的材料之一，其成型工艺简单，操作方便，由空心微珠复合制备得到的树脂基复合泡沫材料具有低密度、良好的抗压性能。本发明利用树脂基复合泡沫与气凝胶相互结合，制备得到的新型复合泡沫材料具有良好的隔热隔音及力学性能，满足其在施工上的可操作性性，有望在工业、建筑等行业实现规模化应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术中存在的不足之处，提供一种低热导率泡沫材料及其制备方法。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案如下：

一种低热导率复合泡沫材料，由树脂基泡沫基体和气凝胶组成，其中，树脂基泡沫基体与气凝胶的质量份数之比为1：（0.1～15）。

所述气凝胶为二氧化硅气凝胶。

所述的低热导率复合泡沫材料的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

（1）将树脂、空心微珠、热膨胀微球、固化剂、促进剂、偶联剂、增韧剂、阻燃剂按照质量份数为100：（15～60）：（1～5）：（2～10）：（1～3）：（1～2）：（3～5）：（5～25）的比例混合均匀得到混合浆料；

（2）将混合浆料填充到模具中进行成型，经过固化得到树脂基泡沫基体；

（3）取硅源、乙醇、水、催化剂混合均匀得到硅溶胶，其中，硅源、乙醇、水、催化剂的摩尔比为1：（4～20）：（2～10）：（0.002～0.02）；

（4）将步骤（3）制备得到的硅溶胶浸渍步骤（2）所得到的树脂基泡沫基体，并胶凝处理，得到树脂基泡沫复合凝胶；

（5）将步骤（4）得到的树脂基泡沫复合凝胶在20～60℃下老化处理6～36h；

（6）将经老化的树脂基泡沫复合凝胶通过超临界二氧化碳干燥处理，即得到所制备的低热导率复合泡沫材料。